при подготовке игрушечного пистолета к выстрелу пружину жёсткостью 800 Ньютон на метр сжимают на 5 см найдите скорость вылетающей из пистолета пули массой 20 г если его дуло…

Задача решается принципом сохранения энергии (при идеальных условиях без потерь энергии).

Дано:

• жесткость пружины k = 800 Н/м
• нажатие x = 5 см = 0.05 м
• масса пули m = 20 г = 0.02 кг
• дуло горизонтальное (гравитационные потери на момент выстрела не влияют на энергию).

1. Энергию пружины примем за потенциальную: E_p = (1/2) k x^2 = (1/2) · 800 · (0.05)^2 = 0.5 · 800 · 0.0025 = 1 J

2. Примем, что вся эта энергия переходит в кинетическую энергию пули: E_k = (1/2) m v^2

При равенстве E_p и E_k получаем: (1/2) m v^2 = 1 → v^2 = 2 · 1 / m = 2 / 0.02 = 100 → v = 10 м/с

Ответ: скорость пули примерно 10 м/с.

Примечания:

• Это идеализированное решение (без учета трения в механизме, сопротивления воздуха и потерь энергии). В реальности скорость будет несколько меньше.